电容率

物质的电容率可以用几种静电测量方法来得到。使用各种各样的介电质光谱学(dielectricspectroscopy)方法，在广泛频率值域内，任何频率的复电容率都可以正确地评估出来。这频率值域覆盖接近21个数量级的大小值，从10−6to1015赫兹[4][5]。另外，使用低温恒温器(cryostat)和烤炉，科学家可以测量出，在不同的温度状况下，物质的介电性质。椭圆偏振技术可以用在红外线频段和可见光频段。

电容率含义

表征电介质极化性质的宏观物理量。又称介电常量。定义为电位移D和电场强度E之比，D=εΕ，ε的单位为法拉/米(F/m)。电介质的电容率ε与真空电容率ε0之比称为该电介质的相对电容率 εr ，εr=ε/ε0是无量纲的纯数，εr与电极化率χe的关系为εr=1 χe。

线性各向同性电介质的电容率是标量，比较简单；非线性电介质（如铁电体）的电容率表示式是很复杂的 ；各向异性电介质（如某些晶体）的电容率则要用张量表示（见电极化强度）。电容率除取决于电介质本身的性质外，还与温度及电磁场变化的频率有关。

相对电容率 εr 的数值等于同一电容器中充满均匀电介质时的电容C与真空时的电容C0之比，即εr=C/C0。电容率的名称即来源于此 。用较大εr 的电介质充填电容器，可以减小电容器的体积和重量（见电容器）。

电容率性质

电容率又称介电常数，不同绝缘油具有不同电容率，电容率通常随温度和频率而发生变化，在实际使用中，要求电容器的电容率随温度和频率变化越小越好。如果电容器的电容率变化较大，则会失去安全感，应采取相应的措施。

真空电容率 真空电容率（vacuumpermittivity）是一个重要且基本的物理常数，又称为真空介电常数。

本身是一个精确值，不存在不确定度，其大小等于ε0=1/（μ0×c^2），其中μ0为真空磁导率，c为真空中光速，因为这两者的值都是精确值，所以ε0也是精确值。μ0=4π×10-7N/A^2，c=299792458m/s，所以可算出ε0≈8.854187817×10-12F/m，注意，这里的“≈“并不是因为不精确，而是因为ε0的精确值是一个无理数，这个无理数的本身的大小是确定的。

在国际单位制里，常数和都是准确值（参阅NIST）。所以，关于米或安培这些物理量单位的数值设定，不能采用定义方式，而必须设计精密的实验来测量计算求得。由于是个无理数，的数值只能够以近似值来表示。

真空电容率也出现于库仑定律，是库仑常数的一部份。所以，库仑常数也是一个准确值

对于线性介质，电容率与真空电容率的比率，称为相对电容率,请注意，这公式只有在静止的、零频率的状况才成立。对于异向性材料，相对电容率是个张量。

在量子力学里，电容率可以用发生于原子层次和分子层次的量子作用来解释。

在较低频率区域，极性介电质的分子会被外电场电极化，因而诱发出周期性转动。例如，在微波频率区域，微波场促使物质内的水分子做周期性转动。水分子与周边分子的相互碰撞产生了热能，使得含水分物质的温度增高。这就是为什么微波炉可以很有效率的将含有水分的物质加热。水的电容率的虚值部分（吸收指数）有两个最大值，一个位于微波频率区域，另一个位于远紫外线(UV)频率区域。这两个共振频率都高于微波炉的操作频率。

在中间频率区域，高过促使转动的频率区域，又远低于能够直接影响电子运动的频率区域，能量是以共振的分子振动形式被吸收。对于水介质，这是吸收指数开始显著地下降的区域。吸收指数的最低值是在蓝光频率区域（可见光谱段）。这就是为什么日光不会伤害像眼睛一类的含水生物组织[3]。

在高频率区域（像远紫外线频率或更高频率），分子无法弛豫。这时，能量完全地被原子吸收，因而激发电子，使电子跃迁至更高能级，甚至游离出原子。拥有这频率的电磁波会导致电离辐射。

虽然，从开始到最后，对于物质的介电行为，做一个完全的计算机模拟，是一个可行之计。但是，这方法还没有得到广泛的使用。替代地，科学家接受现象模型为一个足以胜任的方法，可以用来捕捉实验行为。德拜弛豫和洛伦兹模型(Lorentzmodel)都是很优秀的模型。

相对电容率是：表征介质材料的介电性质或极化性质的物理参数。其值等于以欲测材料为介质与以真空为介质制成的同尺寸电容器电容量之比。该值也是材料贮电能力的表征。也称为相对电容率。

不同材料不同温度下的相对介电常数不同，利用这一特性可以制成不同性能规格的电容器或有关元件。2100433B

一个溶剂的相对电容率是对于其极性的一个相对性度量。例如，在 20 °C ，水（极性）的相对电容率是 80.10 ；而n-己烷（非极性）的相对电容率是 1.89。在分析化学里，当设计物质分离、样品准备、色谱法等等技巧时，相对电容率是一份很重要的资料。

相对电容率是设计电容器必需的基本信息。假若我们想要使用一种新材料于我们的电路中，或许这新材料会引入电容，因此，我们必需知道新材料的相对电容率。如果将相对电容率高的材料放在电场中，场的强度会在电介质内有可观的下降。这个事实常常用于增加特定电容器设计的电容。印刷线路板（printed wiring boards，简称PWB）蚀刻的导体下面的一层电介质可以用来绝缘。

电介质也用于射频传输线。在同轴电缆中，电介质聚乙烯可以用于隔离中心的导体和外层的屏蔽。它也可以放在波导中间以形成电介质波导。电介质波导很少被用到，因为所有已知的电介质材料的介电损失对于有效传输电磁场来说太大了，但是它们可以用于特殊应用，例如用在滤波器中。

科学家特意地将杂质掺入光纤内。这样，很容意地可以控制 εr 在横截面的精确值。这会控制材料的反射系数，从而也控制光传输的模式。 掺杂光纤同时可用来形成光学放大器。